Impact de la réponse stringente sur la mutabilité de Streptomyces coelicolor et Streptomyces ambofaciens au cours de la différenciation

Impact of the stringent response on the mutability of Streptomyces coelicolor and Streptomyces ambofaciens during differentiation

• Auteur / Autrice : Magali Genay
• Direction : Bernard Decaris, Annie Dary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique moléculaire
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymorphisme génétique

Effets du stress

Génétique

Streptomyces

Résumé

Dans la nature, les organismes sont constamment soumis à des variations de l'environnement, de nature chimique, physique ou nutritionnelle. La modulation du taux de mutation constitue un des mécanismes contribuant à l'adaptation des espèces bactériennes à de rapides changements environnementaux. L'objectif de ce travail a été de mettre en évidence l'action de facteurs environnementaux sur l'instabilité génétique caractérisée chez Streptomyces. Au travers de l'étude de mutants de S. Ambofaciens et S. Coelicolor, dépigmentés et non sporulants, produits lors de la formation du mycélium aérien, nous avons montré qu'une limitation en acides aminés constituait une condition mutagène. En effet, sur des milieux pauvres en acides aminés, la production de ces mutants était fortement augmentée. Une mutation dans leurs gènes whiG ou whiH, deux gènes intervenant dans les premières étapes du processus de sporulation, a fréquemment été détectée. Nous avons pu mettre en évidence, via l'étude du mutant relA de S. Coelicolor, l'existence d'un lien entre réponse stringente, réponse physiologique induite lors d'une limitation en acides aminés, et augmentation de la mutabilité de ces gènes. Il existe ainsi une relation entre une limitation nutritive et une augmentation de l'instabilité génétique via l'établissement d'un état mutateur global ou localisé, initié par le déclenchement de la réponse stringente. Les mutants produits pourraient contribuer à la survie de la colonie lors d'une limitation en acides aminés en métabolisant des substances différentes du reste de la colonie ou en permettant le relargage de nutriments, nourriture pour les cellules voisines.

In nature, organisms are constantly subjected to chemical, physical or nutritional variations of the environment. The modulation of the mutation rate constitutes one of the mechanisms contributing to the adaptation of bacterial species to rapid environmental modifications. The aim of this work was to highlight the influence of environmental factors on the genetic instability characterized in Streptomyces species. Through the study of S. Ambofaciens and S. Coelicolor mutants, not pigmented, unable to sporulate and produced during the aerial mycelium growth, we showed that a limitation in amino acids constituted a mutagen condition. Indeed, on amino acid-limited media, the production of these mutants was strongly increased. A mutation in their whiG or whiH genes, two genes intervening in the first stages of the sporulation process, was frequently detected. We could highlight, via the study of the relA mutant of S. Coelicolor, the existence of a link between stringent response, the physiological response induced during an amino acid limitation, and increase in the mutability of these genes. There is thus a relation between a nutritive limitation and an increase in genetic instability via the establishment of a local or global mutator state, initiated by the induction of the stringent response. The produced mutants could contribute to the survival of the colony during an amino acid limitation metabolising substances different from the rest of the colony or allowing the release of nutrients, food for the neighbour cells.